-
Die Erfindung betrifft einen Zugmittelspanner, d.h. einen Spanner zum Spannen eines Endloszugmittels, wie eines Riemens oder einer Kette (Ketten- oder Riementrieb), einer Verbrennungskraftmaschine, etwa eines Otto- oder Dieselmotors, mit einem Basisteil, einem relativ zu diesem Basisteil verschiebbar angeordneten sowie mit dem Basisteil einen fluidischen Druckraum ausbildenden Spannteil, und einer Ventileinheit, die in einem in den Druckraum mündenden Leitkanal des Basisteils angeordnet ist und ein Rückschlagventil und ein Druckventil mit einem Hauptventilkörper umfasst, der zumindest in einer Schließstellung des Druckventils zum fluidischen Abdichten des Leitkanals von dem Druckraum an einem Ventilsitz (des Druckventils) anliegt. In einer geöffneten Stellung des Druckventils ist dann aufgrund des in dem Druckraum herrschenden fluidischen Druckes der Hauptventilkörper von dem Ventilsitz zumindest abschnittsweise beabstandet, so dass ein Hinausströmen eines in dem Druckraum befindlichen Fluides aus dem Druckraum heraus oder ein Hineinströmen des Fluids von der Umgebung in den Druckraum möglich ist. Das Ventilgehäuse ist aus einem Metallblech hergestellt und mittels eines Kaltumformverfahrens bearbeitet.
-
Die
EP 0 686 787 A1 offenbart eine hydraulische Spanneinrichtung für endlose Übertragungselemente, insbesondere Kettenspanner für Brennkraftmaschinen, mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten Druckkammer, einem in der Druckkammer bewegbaren Kolben, einer Hydraulikmittelzufuhr zur Druckkammer, einen in der Hydraulikmittelzufuhr angeordneten, vom Druck in der Druckkammer in Schließstellung beaufschlagten Rückschlagventil und einer Einrichtung zum selbsttätigen Druckabbau in der Druckkammer. Die Einrichtung zum Druckabbau ist ein von einem vorbestimmten Druck in der Druckkammer zu erfüllendes Überdruckventil. Das Rückschlagventil ist zudem mit dem Ventilteil des Überdruckventils verbunden.
-
Bei diesen Ausführungen hat es sich herausgestellt, dass die bekannten Zugmittelspanner häufig Ventileinheiten verwenden, die nur zusammen mit Bestandteilen oder Bereichen des Basisteils bzw. des Spannteils funktionieren. Die vollständige Abdichtung des Druckraums zur Umgebung hin / zu einer Fluidversorgung hin ist bisher nur in Zusammenwirkung mit einem eigens in dem Basisteil oder dem Spannteil ausgearbeiteten Ventilsitz umgesetzt. Dadurch haben die bisherigen Ausführungen des Standes der Technik den Nachteil, dass sie aufgrund der Ausformung des Ventilsitzes am Basisteil bzw. am Spannteil relativ aufwändig herzustellen sind.
-
-
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Zugmittelspanner zur Verfügung zu stellen, dessen Ventileinheit im Herstellaufwand weiter optimiert sein soll.
-
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hauptventilkörper einen Hohlraum aufweist, in dem das Rückschlagventil eingesetzt ist. Diese Ventileinheit ist besonders effizient für Upside-Down-Spanner einsetzbar.
-
Durch die Anordnung des Druckventils bzw. des Hauptventilkörpers in dem Ventilgehäuse ist die Ventileinheit als eigenständige Baugruppe ausführbar. Die Ventileinheit kann vollständig außerhalb des Basisteils zu einer eigenständigen Funktionseinheit fertig montiert werden. Dadurch ist es weiterhin möglich, die Ventileinheit für mehrere, unterschiedlich bemessene Zugmittelspanner zu verwenden. Das Druckventil ist damit unabhängig von den Abmaßen des Basisteils bzw. des Spannteils. Die Herstellung wird somit noch kostengünstiger, da die Anzahl der Bauteile sowohl des gesamten Zugmittelspanners als auch der Ventileinheit verringert werden können. Eventuelle Verschlusselemente an dem Basis- und/oder Spannteil, wie Deckel, können ebenfalls vermieden werden. Durch diese kompakte Ausbildung der Ventileinheit ist es zudem möglich, einen Bauraumvorteil zu bezwecken, da die Ventileinheit vollständig im Spanner / im Basisteil angeordnet werden kann. Zugleich kann auch ein größerer Ölvorratsraum geschaffen werden. Ein solches Ventil / eine solche Ventileinheit macht insbesondere die Anwendung eines als Upside-Down-Spanner ausgebildeten Zugmittelspanner effizient.
-
Das Ventilgehäuse ist aus einem Metallblech hergestellt und mittels eines Kaltumformverfahrens / eines Kaltumformschrittes, vorzugsweise eines Tiefziehverfahrens(-schrittes) und/oder eines Biegeverfahrens(-schrittes), bearbeitet / ausgeformt. Somit ist die vollständige Herstellung des Ventilgehäuses besonders kostengünstig umgesetzt, wobei es möglich ist, spanende Bearbeitungsschritte gänzlich zu vermeiden.
-
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
-
Von Vorteil ist es, wenn an dem Ventilgehäuse seitliche Führungsborde angebracht / eingebracht / eingedrückt sind, die zur seitlichen Abstützung des Hauptventilkörpers bei dessen Verschiebung zwischen der Schließstellung und einer geöffneten Stellung des Druckventils, ausgebildet sind. Dadurch ist in dem Ventilgehäuse gleichzeitig auch eine integrale Führung für den Hauptventilkörper ausgebildet. Die Herstellung wird dadurch weiter vereinfacht.
-
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Führungsborde ebenfalls mittels eines Kaltumformverfahrens / eines Kaltumformschrittes ausgebildet / ausgeformt sind, wobei diese weiter bevorzugt mittels eines Stempelwerkzeuges / Stempelverfahrens(-schrittes) eingedrückt sind. So sind auch die Führungsborde besonders kostengünstig umgesetzt.
-
Ist das Ventilgehäuse drehfest und/oder in axialer Richtung des Basisteils fest / unverschieblich in dem Basisteil eingesetzt / befestigt, ist eine besonders stabile Halterung des Ventilgehäuses und der Ventileinheit im befestigten Zustand / im Betriebszustand des Zugmittelspanners umgesetzt.
-
In diesem Zusammenhang ist es auch besonders vorteilhaft, wenn das Ventilgehäuses mittels eines Presssitzes in dem Basisteil befestigt / eingeschoben / aufgenommen ist, woduch das Basisteil im Bereich der Aufnahme des Druckventils / der Ventileinheit besonders einfach ausgestaltet ist.
-
Ist der Ventilsitz des Hauptventilkörpers / Druckventils unmittelbar / direkt durch das Ventilgehäuse ausgebildet, ist die Ventileinheit besonders unabhängig von der Geometrie des Basisteils sowie des Spannteils umgesetzt.
-
In diesem Zusammenhang ist es auch besonders von Vorteil, wenn der Ventilsitz des Hauptventilkörpers durch einen radial nach innen hineinragenden Kragenbereich des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Dadurch ist die Ventileinheit auch besonders kompakt ausgebildet.
-
Weiterhin ist es auch zweckmäßig, wenn das Rückschlagventil einen Rückschlagventilkörper aufweist, der in einer Schließstellung des Rückschlagventils eine in dem Hauptventilkörper vorgesehene Rückstrompassage sperrt. Dadurch sind die Anordnung sowie die Ausbildung des Rückschlagventils besonders kompakt umgesetzt.
-
Dienlich ist es auch, wenn an dem Ventilgehäuse eine Anlagefläche ausgebildet ist, an der eine Spannfeder zur elastischen Abstützung des Basisteils relativ zu dem Spannteil anliegt. Dadurch ist das Basisteil relativ zu dem Spannteil besonders direkt im Betrieb des Zugmittelspanners anliegend.
-
In anderen Worten ausgedrückt ist somit ein Zugmittelspanner umgesetzt, der insbesondere in Zugmitteltrieben von Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen / Kraftfahrzeug-Motoren eingesetzt ist. Das enthaltende Druckbegrenzungsventil (Druckventil) ist dabei insbesondere für eine Upside-Down-Lösung eines Spanners / einen Upside-Down-Spanner umgesetzt. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist ein kombiniertes Ventil aus Rückschlagventil und Überdruckventil / Druckventil entwickelt, welches eine definierte Dichtheitsanforderung erfüllt und bis zu Drücken um etwa 70 bar oder größer abregeln kann. Das Ventil kann einfach in den vorhandenen Spanner / den Zugmittelspanner integriert werden, wobei auf übliche Weise eine Kombination aus Rückschlagventil und dem Überdruckventil zum Einsatz kommt, da der Bauraum für ein externes Überdruckventil in den gegebenen Spannern nicht vorhanden ist. Durch eine solche Einheit / Ventileinheit wird auch der Ölvorratsraum nicht zu stark verringert und das überflüssige Öl wird wieder zurück in die Versorgung geleitet.
-
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben.
-
Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Zugmittelspanner nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei besonders gut die Anordnung der Ventileinheit in dem Basisteil zu erkennen ist, und
- 2 eine Längsschnittdarstellung der in 1 eingesetzten Ventileinheit, mit der der innere Aufbau der Ventileinheit detailliert dargestellt ist.
-
In 1 ist der erfindungsgemäße Zugmittelspanner 1 anschaulich dargestellt. Der Zugmittelspanner 1 ist als ein üblicher Zugmittelspanner 1 zum Spannen eines hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Endloszugmittels eines Zugmitteltriebes ausgebildet. Das Endloszugmittel als Riemen oder als Kette ausgebildet. Das Endloszugmittel des Zugmitteltriebes ist dabei Teil einer Verbrennungskraftmaschine, wie eines Otto- oder Dieselmotors, zum drehfesten Verbinden einer Abtriebswelle (z.B. Generatorwelle oder Nockenwelle) mit einer Antriebswelle (z.B. Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine).
-
Der Zugmittelspanner 1 weist im Wesentlichen zwei hohl ausgebildete Teile auf, die relativ zueinander verschiebbar gelagert sind. Neben einem Basisteil 2, das bevorzugt im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gehäusefest, d.h. mit einem Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine fest verbunden ist, ist ein Spannteil 3 des Zugmittelspanners 1 relativ zu diesem Basisteil 2 verschiebbar. Das Spannteil 3 ist dabei relativ zu dem Basisteil 2 in axialer Richtung des Basisteils 2 verschiebbar gelagert. Das Spannteil 3 ist radial außerhalb des Basisteils 2 auf dieses aufgeschoben und überdeckt daher das Basisteil 2 in zumindest einem axialen Bereich. Das Spannteil 3 erstreckt sich im Wesentlichen rohrförmig von einer, an der Außenumfangsfläche des Basisteils 2 abgestützten / anliegenden ringförmigen Abstützfläche 20 über das in das Spannteil 3 hineinragende Ende des Basisteils 2 hinweg zu einem freien Ende 32 hin. An dem freien Ende 32 ist stoffeinteilig / integral mit dem Spannteil 3 ein Bodenbereich 21 angeordnet, welcher den Druckraum 4 fluidisch / hydraulisch dicht zu einer axialen Seite des Zugmittelspanners 1 abdichtet / abschließt.
-
Der hydraulische Druckraum 4 dient im Betrieb auf übliche Weise zum Speichern einer gewissen Menge an Fluid / Hydraulikmittel, um das Dämpfungsverhalten des Zugmittelspanners 1 festzulegen. In dem Druckraum 4 ist auch eine Spannfeder 19 in Form einer Schraubendruckfeder angebracht, die mit einem Ende an dem Bodenbereich 21, mit einem entgegengesetzten anderen Ende fest an dem Basisteil 2 abgestützt ist. Dadurch ist das Spannteil 3 relativ zu dem Basisteil 2 auch federelastisch vorgespannt. Damit ist das Spannteil 3 im Betrieb einerseits mittels der Spannfeder 19 mit einer dem Basisteil 2 abgewandten Seite des Bodenbereiches 21 von diesem weg elastisch vorgespannt, andererseits, durch das in den Druckraum 4 enthaltene Hydraulikmittel, schwingungsgedämpft gelagert.
-
In dem Basisteil 2, das hier rohrförmig ausgebildet ist und einen als Durchgangsloch ausgebildeten Leitkanal 6 aufweist, ist dann erfindungsgemäß eine modular aufgebaute Ventileinheit 5 eingesetzt. Die Ventileinheit 5 ist auf übliche Weise eine Kombination aus einem Druckventil 7 (auch als Überdruckventil bezeichnet) und einem Rückschlagventil 15. Die Ventile (Druckventil 7 und Rückschlagventil 15) der Ventileinheit 5 dienen zum Verbinden einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten, mit dem Leitkanal 6 verbundenen Fluidversorgung mit dem Druckraum 4.
-
Das Druckventil 7 dieser Ventileinheit 5 ist, wie in 2 besonders gut zu erkennen, aus einem Hauptventilkörper 8, einer Druckventilfeder 9, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, sowie einem (ersten) Ventilsitz 10 gebildet. Dieser Hauptventilkörper 8, aber auch die Druckventilfeder 9 sind von einem aus Metallblech 12 hergestellten Ventilgehäuse 11 umschlossen / umhaust / umgeben. Das Ventilgehäuse 11 umschließt den Hauptventilkörper 8 sowie die Druckventilfeder 9 derart, dass es zugleich den Ventilsitz 10 integral ausbildet. Der Ventilsitz 10 des Druckventils 7 ist als ein radial nach innen ragender Kragen- / Flanschbereich 22 ausgebildet. Mittig in diesem Flanschbereich 22 ist ein Durchgangsloch ausgebildet, sodass in Abhängigkeit der Stellung des Hauptventilkörpers 8 zu diesem Durchgangsloch der Leitkanal 6 hydraulisch mit dem Druckraum 4 verbunden oder von diesem abgetrennt ist. Das Ventilgehäuse 11 ist gesamtheitlich im Wesentlichen hülsenförmig / buchsenförmig ausgebildet. Dementsprechend erstreckt sich das Ventilgehäuse 11 von dem Flanschbereich 22 ausgehend im Wesentlichen rohrförmig weg und umschließt von radial außen die Druckventilfeder 9 sowie den Hauptventilkörper 8. An einem dem Flanschbereich 22 abgewandten Ende ist das Ventilgehäuse 11 wiederum derart ausgeformt, dass es einen radial nach innen hineinragenden Abstützbereich 23 für das dem Hauptventilkörper 8 abgewandte Ende der Druckventilfeder 9 bildet. Abstützbereich 23, Flanschbereich 22 sowie der den Flanschbereich 22 und den Abstützbereich 23 verbindende Rohrbereich 24 sind stoffeinseitig, d.h. integral miteinander ausgeführt.
-
In 2 ist der Hauptventilkörper 8 in einer Schließstellung des Druckventils 7 (auch als erste Schließstellung der Ventileinheit 5 bezeichnet) abgebildet, wobei der Hauptventilkörper 8 mit einem in axialer Richtung hervorragenden Zapfenbereich 25 an dem Flanschbereich 22 dicht anliegt. Der Flanschbereich 22 weist zu diesem Zwecke eine Anlageschräge 26 auf, die kreisringförmig verläuft. Entlang einer gedachten Kreislinie wird der Zapfenbereich 25 an dieser Anlageschräge 26 angedrückt, sodass der Leitkanal 6 von dem Druckraum 4 abgedichtet ist. In einer (ersten) geöffneten Stellung des Druckventils 7 ist der Hauptventilkörper 8 wiederum derart innerhalb des Ventilgehäuses 11 verschoben, dass der Zapfenbereich 25 von dem Flanschbereich 22 / Anlageschräge 26 beabstandet ist und somit das Hydraulikmittel aus dem Druckraum 4 in den Leitkanal 6 abströmen kann.
-
Bei der Verschiebung des Hauptventilkörpers 8 zwischen der Schließstellung und der geöffneten Stellung des Druckventils 7 ist der Hauptventilkörper 8 an Führungsborden 13 des Ventilgehäuses 11 in axialer Richtung geführt. Insbesondere verhindern die Führungsborde 13 ein Verkippen des Hauptventilkörpers 8 um einen gewissen Winkel relativ zu der Längsachse des Basisteils 2 / des Ventilgehäuses 11. Die Führungsborde 13 sind mittels eines Kaltumformverfahrens, nämlich eines Stempelverfahrens oder über Rollieren in das Metallblech 12 des Ventilgehäuses 11 eingedrückt. Sie sind in Umfangsrichtung des Rohrbereiches 24 gleichmäßig verteilt angeordnet. Im Weiteren sei darauf hingewiesen, dass das gesamte Ventilgehäuse 11 mittels eines oder mehrerer Kaltumformverfahrensschritte ausgeformt ist. Hierbei sind zudem insbesondere der Flanschbereich 22 sowie der Abstützbereich 23 mittels eines Tiefziehverfahrens und/oder eines Biegeverfahrens ausgeformt.
-
Das Rückschlagventil 15 ist in dieser Ausführung weiterhin in dem Hauptventilkörper 8, nämlich in einem Hohlraum 14 des Hauptventilkörpers 8 angeordnet. In dieser Ausführung besteht der Hauptventilkörper 8 im Wesentlichen aus zwei topfförmigen Gehäusehälften 27, 28. Die beiden topfförmigen Gehäusehälften 27 und 28 sind mit ihrem radialen Mantelbereich ineinander, fluiddicht eingeschoben sowie miteinander verbunden. Die erste Gehäusehälfte 27 bildet unmittelbar den Zapfenbereich 25 aus. Die zweite Gehäusehälfte 28 ist dann wiederum mit ihrem Außenmantelbereich in die erste Gehäusehälfte 27 eingeschoben und bildet mit einem weiteren (zweiten) Zapfenbereich 29 eine Anschlagfläche für einen Rückschlagventilkörper 16 des Rückschlagventils 15 aus.
-
Durch die Anordnung der beiden Gehäusehälften 27 und 28 ist ein Hohlraum 14 geschaffen, in dem der Rückschlagventilkörper 16 verliersicher gehalten ist. Wiederum mit einer Rückschlagventilfeder 30, die ebenfalls als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, ist der Rückschlagventilkörper 16 in seiner axialen Bewegung geführt sowie in einer Schließstellung des Rückschlagventils 15 (auch als zweite Schließstellung der Ventileinheit 5 bezeichnet) dicht gegen den zweiten Zapfenbereich 29 angedrückt. Zentrisch in den beiden Zapfenbereichen 25 und 29 der Gehäusehälften 27 und 28 ist eine Rückstrompassage 17 ausgebildet, die der Rückschlagventilkörper 16 in der Schließstellung des Rückschlagventils 15 abdichtet. Die Rückstrompassage 17 bildet somit eine weitere Passage aus, die in der geöffneten Stellung des Rückschlagventils 15, d.h., wenn der Rückschlagventilkörper 16 von dem zweiten Zapfenbereich 29 beabstandet ist, den Leitkanal 6 fluidisch mit dem Druckraum 4 verbindet.
-
Die Rückschlagventilfeder 30 drückt den Rückschlagventilkörper 16 in entgegengesetzte Richtung zur Andrückkraft der Druckventilfeder 9 auf den Hauptventilkörper 8. Der Rückschlagventilkörper 16 ist weiterhin in dieser Ausführung im Wesentlichen kappenförmig ausgebildet.
-
Wie wiederum in 1 gut zu erkennen ist, ist im Betriebszustand des Zugmittelspanners 1 die Ventileinheit 5 in dem Basisteil 2 befestigt / fest eingesetzt. Zu diesem Zwecke dient ein Presssitz zwischen der Innenwandung des Basisteils 2 sowie dem Ventilgehäuse 11 / der Außenumfangsfläche des Ventilgehäuses 11. Zur axialen Abstützung des Ventilgehäuses 11 in der im Basisteil 2 befestigten Stellung ist ein Ringanschlag 31 auf der Innenseite des Basisteils 2 in dieses eingebracht. Der Ringanschlag 31 dient insbesondere als Anschlag beim Hineinschieben der Ventileinheit 5 in das Basisteil 2 in axialer Richtung und somit als Montagehilfe und als Abstützung gegen die Spannfeder 19.
-
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit eine Ventileinheit 5 umgesetzt, die aus einer Rückschlagventilbaugruppe (samt Rückschlagventil 15) besteht und zusammen mit einer Druckventilfeder 9 (DBV-Feder) und dem Gehäuse (Ventilgehäuse 11) das Überdruckventil (Druckventil 7) bildet. Das Rückschlagventil 15 selbst wird als eigenständige Vormontagebaugruppe ausgeführt und besteht aus einem äußeren Gehäuseteil (erste Gehäusehälfte 27), einem inneren Gehäuseteil (zweite Gehäusehälfte 28), einem Ventilkörper (Rückschlagventilkörper 16) und einer Ventilfeder (Rückschlagventilfeder 30). Diese Ventileinheit 5 wird dann in dem Spanner 1 eingepresst, was eine Abdichtung zum Spanner 1 hin gewährleistet. Ein großer Vorteil dieser Ausführungsform ist die Dichtheit der kompletten Einheit. Beide Ventile (Druckventil 7 sowie Rückschlagventil 15) haben einen isolierten Kugelkontakt, welcher im Betrieb die sicherste Form der Abdichtung darstellt. Wenn das Überdruckventil 7 geschlossen ist und der Spanner 1 nachsaugt, wird Hydraulikmittel / Öl ganz normal über das Rückschlagventil 15 angesaugt. Erst wenn der Spanner 1 mit einer Kraft beaufschlagt wird und der Druck im Hochdruckraum (Druckraum 4) über den Abregeldruck ansteigt, bewegt sich die Rückschlagventilbaugruppe (Hauptventilkörper 8) entgegengesetzt des Hochdruckraumes und lässt das Öl abströmen. Die Rückschlagventilbaugruppe 8 wird dabei über seitliche Führungsborde 13 am Gehäuse 11 geführt. Zwischen den Führungsborden 13 wird das überschüssige Öl aus dem Hochdruckraum 4 abgeleitet und in die Versorgung zurückgeführt. Der Zugmittelspanner 1 ist dabei vorzugsweise als ein Upside-down-Spanner oder auch alternativ dazu als ein normaler Spanner mit gefordertem Überdruckventil 7 ausgebildet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zugmittelspanner
- 2
- Basisteil
- 3
- Spannteil
- 4
- Druckraum
- 5
- Ventileinheit
- 6
- Leitkanal
- 7
- Druckventil
- 8
- Hauptventilkörper
- 9
- Druckventilfeder
- 10
- Ventilsitz
- 11
- Ventilgehäuse
- 12
- Metallblech
- 13
- Führungsbord
- 14
- Hohlraum
- 15
- Rückschlagventil
- 16
- Rückschlagventilkörper
- 17
- Rückstrompassage
- 18
- Anlagefläche
- 19
- Spannfeder
- 20
- Abstützfläche
- 21
- Bodenbereich
- 22
- Flanschbereich
- 23
- Abstützbereich
- 24
- Rohrbereich
- 25
- Zapfenbereich / erster Zapfenbereich
- 26
- Anlageschräge
- 27
- erste Gehäusehälfte
- 28
- zweite Gehäusehälfte
- 29
- zweiter Zapfenbereich
- 30
- Rückschlagventilfeder
- 31
- Ringanschlag
- 32
- freies Ende
